【技术实现步骤摘要】
本技术属于激光手术的，并且特别涉及一种细芯径光纤的激光手术系统。
技术介绍
1、内窥镜技术和激光手术系统结合能够实现手术过程中一边观察一边消融或切割，使得许多开放式手术变成微创手术。具有细芯径器械通道的内窥镜包括乳管镜、牙根管镜等，这些内窥镜的整体直径小于1mm，器械通道小于0.4mm，能够实现乳管或者牙根管的内部观察。
2、然而，为了实现激光手术，激光功率需要达到一定的阈值，用来汽化或碳化生物组织，达到消融和切割的目的，这要求激光能够被生物组织强烈吸收。目前激光手术通常采用405nm、450nm、808nm、980nm、1064nm和1472nm等的激光波长，虽然这些波长靠近水或者血红蛋白的吸收峰，但不是最优的激光手术波长。水和血红蛋白的吸收峰分别在1930nm和430nm附近。由于目前的激光手术系统采用的波长不是最优的生物组织吸收波长，所需的激光功率较高，因此只能采用粗芯径的手术光纤。
3、并且，为了满足高能激光传输，市面上激光手术系统普遍采用粗芯径的光纤作为手术光纤，例如400μm光纤(芯径直径400μm，包层直径440μm，涂覆层直径550μm)或者600μm光纤(芯径直径600μm，包层直径660μm，涂覆层直径750μm)，这些手术光纤无法用于具有细芯径器械通道的内窥镜中，例如乳管镜和牙根管镜等，因此，目前激光手术系统均采用较粗的激光医用光纤，无法用于较细器械通道内窥镜中。
4、目前1930nm半导体激光和430nm半导体激光均已商用化，1930nm半导体激光器为水的吸收峰，该波长
5、激光器对细芯径光纤的高效耦合也是细芯径激光医用光纤的激光手术系统的关键技术。本申请设计了高效率的光耦合模块，耦合效率达到95％以上，并通过优化手术激光波长降低对激光器功率要求，从而满足细芯径器械通道内窥镜的激光手术系统要求。
技术实现思路
1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本技术提供一种细芯径光纤的激光手术系统，以解决现有的激光手术光纤无法用于较细器械通道内窥镜中的技术问题。
2、为了达到上述目的，本技术采取的技术方案为：
3、一种细芯径光纤的激光手术系统，包括半导体手术激光模块、控制器、双联脚踏开关，半导体手术激光模块通过传输光纤和光耦合模块的一端连接，光耦合模块另一端连接有医用激光光纤，医用激光光纤的输出端用于输出激光和插入内窥镜器械通道以进行微创激光手术，医用激光光纤采用芯径为105μm或100μm的激光手术光纤，双联脚踏开关通过控制器控制半导体手术激光模块的总输出光功率和输出模式以控制手术模式，半导体手术激光模块和控制器、双联脚踏开关分别通过电缆连接。通过该细芯径光纤的激光手术系统，芯径为105μm或100μm的激光手术光纤，满足内窥镜手术需要的器械通道要求，通过将医用激光光纤插入内窥镜的器械通道，从而进入生物组织内部，实现在生物组织内部进行手术的同时进行观察，该激光手术系统扩展了现有细芯径器械通道内窥镜的功能。
4、进一步地，半导体手术激光模块包括多个单管半导体激光二极管，单管半导体激光二极管通过反射镜将多束激光合束为一束光输出到聚焦透镜。凭借该多单管合束和偏振合束共同输出可实现高的激光输出功率，通过反射镜的反射作用，可以实现将多路分立的单管半导体激光二极管发射的多束激光的整形和排列，多束激光经过反射镜反射至对应的聚焦透镜，且多束经过反射的激光线路汇聚成一束空间光进入聚焦透镜。
5、进一步地，聚焦透镜输出端连接有传输光纤，经过合束的激光通过聚焦透镜耦合进入传输光纤。凭借该设置可以实现使经过聚焦透镜的一束空间光耦合进入传输光纤，传输光纤将合束的激光传输至后端。
6、进一步地，单管半导体激光二极管采用1930nm或430nm的半导体激光，激光输出波长为1930nm±40nm或430nm±30nm，多个1930nm单管半导体激光二极管的激光功率不大于6.4w，多个430nm单管半导体激光二极管的激光功率不大于12w。凭借该设置可便于实现细芯径的光纤，降低单管半导体激光器的合束数量，通过采用这两种激光二极管可实现激光手术功率的阈值的降低，且多个1930nm或430nm的半导体激光二极管的激光输出的功率分别可达到6.4w或12w，满足临床手术的需求。
7、进一步地，传输光纤的芯径范围为100μm-105μm，数值孔径为0.22，光纤光束参量积为11mm·mrad-11.55mm·mrad。凭借该传输光纤的芯径和数值孔径参数，可使单根光纤能够合束的单管半导体激光器数量应达到的光纤光束参量积符合相应的理论数值要求，从而确定可进行合束的单管半导体激光器的合束数量。
8、进一步地，光耦合模块包括指示激光模块，指示激光模块采用532nm或660nm的指示激光，光功率小于5mw。通过该指示激光模块可实现手术激光的位置指示，指示激光的波长采用可见光便于指示。
9、进一步地，光耦合模块两侧均设有sma插孔，传输光纤的末端和医用激光光纤的前端均设有与sma插孔配合和连接的sma905插头。通过该sma插孔和sma905插头的设置可实现传输光纤、光耦合模块、医用激光光纤三者的固定连接。
10、进一步地，光耦合模块内部设有靠近传输光纤的第一准直透镜，以及靠近医用激光光纤的第二准直透镜和靠近指示激光模块的第三准直透镜。凭借该三个准直透镜的设置可实现激光的准直，便于远距离传输激光。
11、进一步地，光耦合模块内部的第一准直透镜和第三准直透镜分别为由h-zf7la和zf1胶合而成的双胶合透镜组，第一准直胶合透镜的直径为5mm，第一片为h-zf7la，第一面的曲率半径为-13.76mm，第二面的曲率半径为-4.58，中心厚度为1mm；第二片为zf1，第一面的曲率半径为4.58mm，第二面的曲率半径为-4.13mm，中心厚度为3mm；第二准直胶合透镜的直径为5mm，第一片为zf1，第一面的曲率半径为9.29mm，第二面的曲率半径为-3，中心厚度为3mm；第二片为h-zf7la，第一面的曲率半径为3mm，第二面的曲率半径为132.17mm，中心厚度为1mm。
12、进一步地，光耦合模块的内部还设有二向色镜，指示激光模块通过第三准直透镜将指示激光传递到二向色镜，二向色镜反射指示激光和透射手术激光。凭借该二向色镜的设置可实现手术激光的透射和可见指示光的反射，实现手术激光和指示激光的同轴输出。
13、进一步本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种细芯径光纤的激光手术系统，其特征在于，包括半导体手术激光模块、控制器、双联脚踏开关，所述半导体手术激光模块通过传输光纤和光耦合模块的一端连接，所述光耦合模块另一端连接有医用激光光纤，所述医用激光光纤的输出端用于输出激光和插入内窥镜器械通道以进行微创激光手术，所述医用激光光纤采用芯径为105μm或100μm的激光手术光纤，所述双联脚踏开关通过控制器控制所述半导体手术激光模块的总输出光功率和输出模式以控制手术模式，所述半导体手术激光模块和所述控制器、所述双联脚踏开关分别通过电缆连接。
2.根据权利要求1所述的一种细芯径光纤的激光手术系统，其特征在于，所述半导体手术激光模块包括多个单管半导体激光二极管，所述单管半导体激光二极管通过反射镜将多束激光合束为一束光输出到聚焦透镜。
3.根据权利要求2所述的一种细芯径光纤的激光手术系统，其特征在于，所述聚焦透镜输出端连接有所述传输光纤，经过合束的激光通过所述聚焦透镜耦合进入所述传输光纤。
4.根据权利要求2所述的一种细芯径光纤的激光手术系统，其特征在于，所述单管半导体激光二极管采用1930nm或430
5.根据权利要求1所述的一种细芯径光纤的激光手术系统，其特征在于，所述传输光纤的芯径范围为100μm-105μm，数值孔径为0.22，光纤光束参量积为11mm·mrad-11.55mm·mrad。
6.根据权利要求1所述的一种细芯径光纤的激光手术系统，其特征在于，所述光耦合模块包括指示激光模块，所述指示激光模块采用532nm或660nm的指示激光，光功率小于5mW。
7.根据权利要求6所述的一种细芯径光纤的激光手术系统，其特征在于，所述光耦合模块两侧均设有SMA插孔，所述传输光纤的末端和所述医用激光光纤的前端均设有与所述SMA插孔配合和连接的SMA905插头。
8.根据权利要求7所述的一种细芯径光纤的激光手术系统，其特征在于，所述光耦合模块内部设有靠近所述传输光纤的第一准直透镜，以及靠近所述医用激光光纤的第二准直透镜和靠近所述指示激光模块的第三准直透镜。
9.根据权利要求8所述的一种细芯径光纤的激光手术系统，其特征在于，所述光耦合模块内部的所述第一准直透镜和所述第二准直透镜分别为由H-ZF7LA和ZF1胶合而成的双胶合透镜组，第一准直胶合透镜的直径为5mm，第一片为H-ZF7LA，第一面的曲率半径为-13.76mm，第二面的曲率半径为-4.58，中心厚度为1mm；第二片为ZF1，第一面的曲率半径为4.58mm，第二面的曲率半径为-4.13mm，中心厚度为3mm；第二准直胶合透镜的直径为5mm，第一片为ZF1，第一面的曲率半径为9.29mm，第二面的曲率半径为-3，中心厚度为3mm；第二片为H-ZF7LA，第一面的曲率半径为3mm，第二面的曲率半径为132.17mm，中心厚度为1mm。
10.根据权利要求8所述的一种细芯径光纤的激光手术系统，其特征在于，所述光耦合模块的内部还设有二向色镜，所述指示激光模块通过所述第三准直透镜将所述指示激光传递到所述二向色镜，所述二向色镜反射所述指示激光和透射所述手术激光。
11.根据权利要求1所述的一种细芯径光纤的激光手术系统，其特征在于，所述控制器包括用于驱动所述半导体手术激光模块运行的激光电源，所述手术模式包括连续模式和单次模式，所述连续模式为通过启动双联脚踏开关的一侧，所述单次模式为通过启动所述双联脚踏开关的另外一侧控制所述半导体手术激光模块输出激光脉冲和激光输出功率。
...【技术特征摘要】
1.一种细芯径光纤的激光手术系统，其特征在于，包括半导体手术激光模块、控制器、双联脚踏开关，所述半导体手术激光模块通过传输光纤和光耦合模块的一端连接，所述光耦合模块另一端连接有医用激光光纤，所述医用激光光纤的输出端用于输出激光和插入内窥镜器械通道以进行微创激光手术，所述医用激光光纤采用芯径为105μm或100μm的激光手术光纤，所述双联脚踏开关通过控制器控制所述半导体手术激光模块的总输出光功率和输出模式以控制手术模式，所述半导体手术激光模块和所述控制器、所述双联脚踏开关分别通过电缆连接。
2.根据权利要求1所述的一种细芯径光纤的激光手术系统，其特征在于，所述半导体手术激光模块包括多个单管半导体激光二极管，所述单管半导体激光二极管通过反射镜将多束激光合束为一束光输出到聚焦透镜。
3.根据权利要求2所述的一种细芯径光纤的激光手术系统，其特征在于，所述聚焦透镜输出端连接有所述传输光纤，经过合束的激光通过所述聚焦透镜耦合进入所述传输光纤。
4.根据权利要求2所述的一种细芯径光纤的激光手术系统，其特征在于，所述单管半导体激光二极管采用1930nm或430nm的半导体激光，激光输出波长为1930nm±40nm或430nm±30nm，多个1930nm单管半导体激光二极管的激光功率不大于6.4w，多个430nm单管半导体激光二极管的激光功率不大于12w。
5.根据权利要求1所述的一种细芯径光纤的激光手术系统，其特征在于，所述传输光纤的芯径范围为100μm-105μm，数值孔径为0.22，光纤光束参量积为11mm·mrad-11.55mm·mrad。
6.根据权利要求1所述的一种细芯径光纤的激光手术系统，其特征在于，所述光耦合模块包括指示激光模块，所述指示激光模块采用532nm或660nm的指示激光，光功率小于5mw。
7.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：于泓，王德田，赵一平，李楠舟，
申请(专利权)人：锋迈厦门半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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